Leccion3.REFRACTARIOS.Fabricacion.ppt

LA VARIEDAD Y COMPLEJIDAD DE FUNCIONES Y
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS
, EN ALGUNOS CASOS CONTRADICTORIAS,
NOS LLEVA A ESTABLECER DOS CONCLUSIONES:
1.- LA PRIMERA DE ELLAS ES LA PRÁCTICA IMPOSIBILIDAD DE
UTILIZAR DIRECTAMENTE COMO REFRACTARIOS MATERIAS PRIMAS
EN ESTADO NATURAL, POR LO QUE ES NECESARIO ELABORARLOS
DE ACUERDO CON TÉCNICAS DE FABRICACIÓN ORIENTADAS
A OBTENER O MEJORAR LAS PROPIEDADES DESEADAS.
2.- LA SEGUNDA CONCLUSIÓN RADICA EN EL HECHO DE QUE, AÚN
CONTANDO CON MATERIALES REFRACTARIOS ELABORADOS, SÓLO
ES POSIBLE COMPATIBILIZAR ENTRE SÍ LAS DIVERSAS FUNCIONES
PRÁCTICAS MEDIANTE UNA MULTIPLICIDAD DE MATERIALES,
DEBIDAMENTE ORGANIZADOS, CONSTITUYENDO LO QUE EN LA
TECNOLOGÍA METALÚRGICA SE DENOMINA EL
REVESTIMIENTO REFRACTARIO DEL HORNO O
INSTALACIÓN TÉRMICA
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
EL SISTEMA MÁS SENCILLO ES EL DE CORTAR PIEZAS, DE LA
FORMA DESEADA, A PARTIR DE LAS MATERIAS PRIMAS
NATURALES O PRODUCIDAS ARTIFICIALMENTE, COMO SON POR
EJEMPLO LOS ESQUISTOS DE CUARZO O EL SILICIO FUNDIDO
PROCEDIMIENTO
DE CORTE PARA
DAR FORMA A
LOS BLOQUES DE
MATERIAL DE
CUARZO
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
OTRO MÉTODO DIFERENTE ES EL DE FUNDIR UNA COMPOSICIÓN
DETERMINADA EN MOLDES PARA OBTENER LADRILLOS O
BLOQUES. LOS MATERIALES FABRICADOS POR ESTE PRINCIPIO
SE DENOMINAN PRODUCTOS ELECTROFUNDIDOS
EN LOS ÚLTIMOS AÑOS SE HAN IMPLANTADO PRINCIPIOS Y
TÉCNICAS DE TRABAJO DE LA CERÁMICA FINA PARA
FABRICAR PRODUCTOS ALTAMENTE REFRACTARIOS, EN LOS QUE
LAS MATERIAS REFRACTARIAS UNA VEZ MOLIDAS CON LA
MÁXIMA FINURA Y DESPUÉS DE UNA PREPARACIÓN EN HÚMEDO,
SE MOLDEAN BIEN POR MEDIO DE:
- AGLOMERADO QUÍMICO
- EXTRUSIÓN
- PRENSADO ISOSTÁTICO
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
PARA LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS SE SIGUE
UTILIZANDO NO OBSTANTE, TODAVÍA HOY EN DÍA
PREFERENTEMENTE EL DENOMINADO:
MÉTODO DE CERÁMICA BRUTA
Proceso de
fabricación
de ladrillos
refractarios
de chamota
moldeados
en seco
. 1.- Almacén de materia prima, 2.- Triturador de arcilla, 3.- Molino de arcilla, 4.Torre de secado, 5.- Silos 6.- Dispositivo para disolución de componentes
líquidos, 7.- Triturador basto, 8.- Triturador fino,9.- Transportador, 10.- Criba,
11.- Silo de carga, 12.- Molino de bolas, 13.- Aireador, 14.- Pesaje, 15.- Silo de
carga, 16.- Dosificador de componentes líquidos, 17.- Mezclador,
18.- Prensas de fricción,
19.- Prensas hidráulicas, 20.- Moldeador a mano/apisonador, 21.- Vagoneta de
cocción, 22.- Secador de túnel, 23.- Horno túnel, 24.- Almacén/cargue de ladrillos.
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
FABRICACIÓN
DE LADRILLOS
REFRACTARIOS
FABRICACIÓN
DE LADRILLOS
REFRACTARIOS
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
Instalación trituradora
de magnesia sinterizada.
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
LA PREPARACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS ABARCA TRES
PROCESOS INDIVIDUALES, A SABER:
1.- DESMENUZAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA, POR TRITURACIÓN
Y MOLIENDA
2.- FRACCIONAMIENTO POR CRIBA DEL MATERIAL TRITURADO O
MOLIDO (CLASIFICACIÓN).
3.- MEZCLA DE FRACCIONES PARA LA FORMACIÓN DE MASA
(DOSIFICACIÓN).
POR REGLA GENERAL Y DEBIDO A CIRCUNSTANCIAS DE TIPO
ECONÓMICO, EL PROCESO DE TRITURACIÓN SE REALIZA
ESCALONADAMENTE:
TRITURACIÓN BASTA - TRITURACIÓN FINA - MOLIENDA
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
PARA EJECUTAR ESTE TIPO DE TRITURACIÓN EXISTEN UN
GRAN NÚMERO DE MÁQUINAS DE DIFERENTES TIPOS, DE LAS
QUE SÓLO SE CITARÁN LAS MÁS IMPORTANTES:
-TRITURACIÓN BASTA:
-TRITURADOR DE MANDÍBULAS, TRITURADOR DE IMPACTO,
TRITURADOR DE CONO, TRITURADOR DE RODILLOS.
-TRITURACIÓN FINA:
-TRITURADOR DE IMPACTO, TRITURADOR DE
CONO,TRITURADOR DE RODILLOS.
-EQUIPOS DE MOLINOS:
MOLINO DE RODILLOS ANULARES, MOLINO DE BOLAS, MOLINO
OSCILANTE.
TRITURADOR DE MANDÍBULAS
MOLINO DE BOLAS
EL CRIBADO DE LA MATERIA PRIMA TRITURADA SE HACE
EN LA MAYORÍA DE LOS CASOS CON CRIBAS
OSCILANTES, CON UNA SOLA CRIBA O CON UN PAQUETE
DE CRIBAS, SEGÚN EL NÚMERO DE FRACCIONES QUE SE
QUIERAN OBTENER
LA CONDICIÓN IMPRESCINDIBLE PARA CONSEGUIR EL
FRACCIONAMIENTO CORRECTO ES QUE SE CONSERVE EL
MATERIAL A CRIBAR LIBRE DE TODA HUMEDAD,
TENIENDO ESPECIAL INCIDENCIA PARA EL CRIBADO FINO
PARA EVITAR LA OBSTRUCCIÓN DE LA CRIBA,
FRECUENTEMENTE SE PROCEDE A CALENTARLA.
SE SUELEN UTILIZAR TAMBIEN CON LA MISMA FINALIDAD
CRIBAS DE TEJIDOS ESPECIALES, COMO CRIBAS DE
MALLAS PARALELAS, CRIBAS DE AGUJERO ALARGADO O
SIMILARES.
EN GENERAL SE NECESITA UN MÍNIMO DE DOS FRACCIONES
GRANULOMÉTRICAS: UNA BASE, Y OTRA U OTRAS
DESTINADAS A RELLENAR LOS HUECOS DEJADOS POR
AQUELLA. EN LAS MEZCLAS GRANULOMÉTRICAS BINARIAS, QUE
SON LAS MÁS FRECUENTES, LA RELACIÓN DE DIÁMETROS MEDIOS DE
PARTÍCULAS DEBE SER ELEVADA (SUPERIOR A 20)
EN CIRCUNSTANCIAS NORMALES SE MEZCLAN HOY EN DÍA CUATRO
FRACCIONES DE GRANULADO:
GRUESO, MEDIO, FINO E IMPALPABLE, CON LOS QUE SE
CONSIGUEN LAS PROPIEDADES DESEADAS PARA EL LADRILLO
EL TAMAÑO BASE (GRUESOS) DE LAS PARTÍCULAS INFLUYE SOBRE
LA RESISTENCIA TÉRMICA Y MECÁNICA DE LA PIEZA Y DEBE SER
OBJETO DE ESTUDIO EN CADA CASO. EN GENERAL, AL CRECER EL
TAMAÑO BASE ES MAYOR LA RESISTENCIA PIROSCÓPICA, PERO
TAMBIÉN LO ES LA POROSIDAD Y MENOR LA RESISTENCIA
MECÁNICA. EN LA PRÁCTICA EL TAMAÑO BASE SUELE
ESTAR COMPRENDIDO ENTRE 1 Y 5 mm., SEGÚN LOS
CASOS.
LA MEZCLA DE LAS FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS Y SU
DOSIFICACIÓN TIENEN COMO OBJETIVO LA OBTENCIÓN DE UNA
DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA Y PORCENTAJE DE TAMAÑOS
TAL, QUE DEN LUGAR AL MENOR NÚMERO POSIBLE DE
HUECOS ENTRE ELLOS, DESPUÉS DE LA
COMPACTACIÓN MEDIANTE PRENSADO. CON ELLO SE
CONSIGUE UNA MAYOR COMPACIDAD Y, POR TANTO, LA MÁXIMA
DENSIDAD EN VERDE. EN ESTAS CONDICIONES, TRAS EL
PRENSADO Y COCCIÓN SERÁ POSIBLE OBTENER LA ADECUADA
POROSIDAD DE LA PIEZA.
LA COMPACIDAD DE CONJUNTO DEL POLVO CERÁMICO ES LA
RELACIÓN ENTRE EL VOLUMEN DEL MISMO Y SU VOLUMEN DE
CONJUNTO, QUE ES EL VOLUMEN INTERIOR DEL RECIPIENTE
QUE LO CONTIENE. A MAYOR COMPACIDAD MENOR VOLUMEN DE
HUECOS Y, POR TANTO, MENOR POROSIDAD, QUE SERÁ MÁS
FÁCIL DE ELIMINAR EN EL POSTERIOR PROCESO DE COCCIÓN,
EL CUAL DETERMINA LA POROSIDAD FINAL DEL PRODUCTO.
Representación bidimensional de los efectos en el empaquetamiento de la combinación de
esferas de diferentes tamaños.
(a).- Mismo tamaño (b).- Bimodal (c).- Trimodal y (d).- Bimodal con tamaños poco diferentes.
Variación del volumen de conjunto en mezclas binarias.
Empaquetamiento de partículas gruesas y finas
(A).- Exceso de partículas finas
(B).- Composición óptima
(C).- Exceso de partículas gruesas
FABRICACION
Reducción del volumen específico de una mezcla de esferas grandes y pequeñas,
mostrando a la condición de empaquetamiento óptimo donde las esferas pequeñas
rellenan todos los huecos existentes en el empaquetamiento de las grandes.
XG =
(1 − fG )VT
WG
WG + WP
WG = ρ rGVG = fG ρ rGVT
ρG = Densidad teórica de las partículas
grandes.
fG = Factor de empaquetamiento de las
partículas grandes.
VT = Volumen total
Para la máxima densidad de empaquetamiento
hay que añadir una cantidad de partículas
pequeñas tal que se rellene justamente el
espacio vacío entre las partículas grandes sin
forzar que estas se separen. La cantidad de
espacio vacío es igual a :
(1 − fG )VT
WP = (1 − fG ) fP ρ PVT
fG ρG
X =
fG ρG + (1 − fG ) fP ρP
*
G
(1 − fG )VT
(1 − fG )VT − (1 − fG )VT fM = (1 − fG )(1 − fM )VT
WG = ρ rGVG = fG ρ rGVT
WM = (1 − fG ) fM ρ rMVT
WF = (1 − fG )(1 − fM ) fF ρ rFVT
Factor empaquetamiento con tres fracciones:
fMAX = fG + (1 − fG ) fM + (1 − fG )(1 − fM ) fF
(1 − fG )VT
(1 − fG )VT − (1 − fG )VT fM = (1 − fG )(1 − fM )VT
(1 − fG )(1 − fM )VT − (1 − fG )(1 − fM ) fFVT =
= (1 − fG )(1 − fM )(1 − fF )VT
Factor empaquetamiento con cuatro fracciones:
fMAX = fG + (1 − fG ) fM + (1 − fG )(1 − fM ) fF + (1 − fG )(1 − fM )(1 − fF ) fI
Densidad de empaquetamiento de una mezcla de
esferas de diferentes dimensiones.
EN LA PRODUCCIÓN A NIVES INDUSTRIAL DE REFRACTARIOS SE EMPLEAN
MEZCLAS CON UNA DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS TAL QUE DE LUGAR A UNA
MAYOR EFICIENCIA DEL EMPAQUETAMIENTO. LA ELECCIÓN DE DICHA
DISTRIBUCIÓN SE SUELE BASAR EN LA ECUACIÓN DE ANDREASEN, LA CUAL
PERMITE DETERMINAR LA PROPORCIÓN DE CADA TAMAÑO DE PARTICULA EN
LA MEZCLA. DICHA ECUACIÓN TIENE LA FORMA:
⎛ a
FM (a ) = 100 ⎜⎜
⎝ aMAX
⎞
⎟⎟
⎠
n
Los experimentos de empaquetamiento de Andreasen muestran
que el mejor empaquetamiento tiene lugar cuando el módulo de
distribución es tal que:
0.33 < n < 0.50
CERAMICAS / CONFORMADO PRENSADO
En un sistema de coordenadas doblemente logarítmico la
representación gráfica de la ecuación de Andreasen es una recta
⎛ a
log FM (a) = 2 + n log ⎜⎜
⎝ aMAX
⎞
⎟⎟
⎠
En este modelo la proporción de finos aumenta cuando el tamaño
de partícula disminuye
⎛ a
FM (a ) = 100 ⎜⎜
⎝ aMAX
⎞
⎟⎟
⎠
n
n = 0.55
aMAX= 5 mm
CARBONO
0.1-1 mm
0.1-1 mm
⎛a⎞
FM (a ) = 100 ⎜ ⎟
⎝5⎠
0.55
a
(mm)
FM(a)
(%)
FM(an)- FM(an-1)
(%)
5
100
11.55
4
88.45
4
88.45
3.35
80.23
3.35
80.23
3
75.51
3
75.51
2.8
72.69
2.8
72.69
2.5
68.30
2.5
68.30
1
41.26
1
41.26
0.1
11.63
< 0.1 (Finos)
11.63
⎛a⎞
FM (a ) = 100 ⎜ ⎟
⎝5⎠
0.55
8.22
4.72
2.82
4.39
27.04
29.63
11.63
CERAMICAS / CONFORMADO PRENSADO
Dinger y Funk supusieron que en los materiales reales las partículas
más finas tienen un tamaño finito y propusieron la ecuación:
n
a n − aMIN
FM (a ) = 100 n
n
aMAX − aMIN
donde:
CERAMICAS / CONFORMADO PRENSADO
CERAMICAS / CONFORMADO PRENSADO
MOLIENDA
• GRANULOMETRÍAS
– GRANO: > 1mm
– FINO: 0.1-1 mm
– IMPALPABLE: 0-0.1 mm (control solo 0.063 mm)
• Corte típico:
3-5, 1-3, 0.5-1 y 0-0.5 mm
FÓRMULAS
PREPARADAS POR LABORATORIO
LA MEZCLA SUELE SER.
1000 kg (FACTOR 1), 1200 ó 1500 kg
CONTROL GRANULOMÉTRICO
MEZCLAS
• FÓRMULAS
– EJEMPLO TRABAJO A NIVEL INDUSTRIAL:
• ENVUELTA 1000 kg
• TOLERANCIAS: 33-39% > 1 mm; 26-31% < 0.1 mm
–
–
–
–
–
GRANO: 40% (400 kg)
FINO: 46% (460 kg)
IMPALPABLE: 3% (30 kg)
ARCILLA: 8% (80 kg)
BARBOTINA: 3% VOL. (4% PESO)
• PERO EXISTE UNA DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA
QUE VIENE DADA POR LA MOLIENDA.
MEZCLAS
DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA DADA POR LA MOLIENDA
Mm
4–5
3–4
2–3
1–2
0.5 – 1
0.1 – 0.5
< 0.1
1-3 (%)
3
12
37
40
7
1
0
0-1 (%)
0
0
0
10
28
32
30
0-0.1 (%)
10
90
ARCILLA (%)
100
BARBOTINA
100
MEZCLAS
• Calculamos el tanto por ciento > 1 mm:
– 0.40 x 92 + 0.46 x 10 = 41.4%
• Calculamos el tanto por ciento < 0.1 mm:
– 0.46 x 30 + 0.03 x 90 + 0.08 x 100 + 0.04 x 100 = 28.5%
(TOLERANCIAS: 33-39% > 1 mm; 26-31% < 0.1 mm)
• Vemos que el impalpable estaría perfecto, pero que sin
embargo está alta de grano (poco fino) con lo que debemos
de corregir:
– Debería de estar entre 33-39% con lo que el valor medio sería 36%;
así pues probamos a bajar 41.4-36 = 5.4 % (54kg de grano).
La
envuelta es de 1000 kg bajamos de 400 kg a 345 kg el grano y
subimos el fino de 460 a 515 kg. Así:
• > 1mm: 0.345 x 92 + 0.515 x 10 = 36.89%
• < 0.1 mm: 0.515 x 30 + 0.03 x 90 + 0.08 x 100 + 0.04 x 100 =
30.15%
– De esta forma estamos dentro de los valores que requiere la calidad
MEZCLAS
• MEZCLADORES DE CONFORMADO
– EN FRIO:(6 MEZCLADORES)
• Nº 1 DE RULOS, PARA PASTAS DE RESINA LAEIS V
– EN CALIENTE, PARA PASTAS DE BREA LAEIS V
• Nº 2 DE PALAS, PARA MAGNESITA
• Nº 3,4,5 Y 6 DE PALAS PARA ALUMINOSO
• MEZCLADORES DE NO CONFORMADO
– DRAIS
– CROMATOS
– ENSACADORA
• AGLOMERANTES
– AGLOMERANTES
• LÍQUIDOS (AGUA, SAL, BARBOTINA, FOSFATOS, SULFATO
MAGNÉSICO, SILICATO SÓDICO, RESINAS FENÓLICAS,
BREA ETC…)
• EN POLVO (SAL, FOSFATOS, SILICATO SÓDICO, RESINAS
EN POLVO, BREAS EN POLVO, ETC…)
MEZCLADORA
MEZCLAS
• PASOS EN MEZCLAS
– 1º ECHAR LOS GRANOS
– 2º ECHAR EL LÍQUIDO (AGLOMERANTE)- RODEA EL
GRANO
– 3º ECHAR LOS FINOS Y LOS IMPALPABLES DEL SILO
– 4º ECHAR LOS IMPALPABLES DE SACOS
– 5º TIEMPO DE MEZCLA FINAL (10-15´)
– 6º AJUSTAR LA HUMEDAD FINAL SI ES NECESARIO
FÓRMULAS LADRILLOS
• SÍLICE
– CUARCITA+LECHADA DE CAL+(CARBONATO CÁLCICO)+SAL
• ALUMINOSOS
– DESGRASANTE+ARCILLA (BARBOTINA)+LÍQUIDO (SAL) (COCIDO)
– DESGRASANTE+ARCILLA+ÁCIDO FOSFÓRICO+SAL (COCIDO)
– DESGRASANTE+ARCILLA+FOSFATO (NO COCIDO)
•
NOTA: EL MATERIAL DESGRASANTE MARCA LA Tª DE COCCIÓN EN
EL HORNO
• BÁSICOS
– COCIDOS
• MAGNESIA+SAL
• MAGNESIA+CROMITA+SAL
– TEMPERIZADOS
• AGLOMERADOS CON SULFATO MAGNÉSICO
• AGLOMERADOS CON RESINAS
• AGLOMERADOS CON BREAS
FÓRMULAS LADRILLOS
• BÁSICOS
•
TEMPERIZADOS
•
AGLOMERADOS CON SULFATO MAGNÉSICO:
– MAGNESIA+SULFATO MAGNÉSICO
•
AGLOMERADOS CON RESINAS:
– MAGNESIA+RESINA+GRAFITO+(ANTIOXIDANTES) TEMPERATURA DE
TEMPERATURA DE TEMPERIZADO: 180ºC
•
AGLOMERADOS CON BREAS:
– MAGNESIA+BREA+AZUFRE+GRAFITOS+(ANTIOXIDANTE)+
– NEGRO DE HUMO
TEMPERATURA DE TEMPERIZADO: 320ºC; ENVUELTA 110ºC
MORTEROS, MASILLAS Y MASAS
(INTALACIONES)
• MORTEROS:ENSACADORA
– Seco- aglomeran con agua
– 0-0.5 mm tamaño granos
– Calidad igual o superior a ladrillo
• MASILLAS: PEPITA
– Listas para empleo- aglomeran con componente químico
– 0-0.5 mm tamaño granos
– Calidad igual o superior a ladrillo
• MASAS: DRAIS Y CROMATOS
– Seco- aglomeran con agua (hormigones) o con productos
químicos
– Hasta 6 mm de tamaño de grano
– Calidad igual o superior a ladrillo
MORTEROS, MASILLAS Y MASAS
(INTALACIONES)
• INSTALACIÓN DE CROMATOS
– 1º SE PREPARA EL AGLOMERANTE DE CROMATO:
• IMPALPABLE DE MAGNESIA
• ÁCIDO CRÓMICO (ESCAMAS)
• ÁCIDO BÓRICO
– 2º EN UN DRAIS SE MEZCLA:
• AGLOMERANTE DE CROMATO
• RESTO DE LA MAGNESIA (0.3-2 mm)
– 3º ENSACADO Y PALLETIZADO
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
Ciclo de prensado
para una
prensa de
molde flotante
FABRICACIÓN DE LADRILLOS REFRACTARIOS
MODOS DE PRENSADO UNIAXIAL
CLASES DE PRENSAS UNIAXIALES
SI LAS PIEZAS PRESENTAN UNA SECCIÓN TRANSVERSAL CON
ESPESOR VARIABLE, ENTONCES ES NECESARIO USAR PRENSAS
CON UN PUNZÓN INDEPENDIENTE PARA CADA NIVEL DE ESPESOR,
QUE SE DENOMINAN DE DOBLE ACCIÓN Y MOVIMIENTO MÚLTIPLE
Si las piezas presentan una sección transversal con espesor variable,
entonces es necesario usar prensas con un punzón independiente para
cada nivel de espesor, que se denominan de doble acción y movimiento
múltiple. Esto es necesario para lograr una compactación uniforme en
todo el conjunto de la pieza.
Esto se ilustra en la figura para el caso de un polvo con una relación de
compactación de 2:1. El punzón que debe compactar la parte de menor
espesor debe recorrer una distancia, mientras que el debe compactar la
parte de mayor espesor debe recorrer una distancia A + B, esto no se
puede conseguir con un solo punzón y, por tanto, son necesarios dos.
PRENSAS
• EXISTEN 5 PRENSAS
– VIEBHAM PILON, LAEIS III, LAEIS IV, LAEIS V Y LAEIS VI
• VIEBHAM PILON:
– MACHO QUE CAE DESDE UNAS ALTURAS Y UN NÚMERO DE
VECES DETERMINADAS
• LAEIS III:
–
–
–
–
SEMI-AUTOMÁTICA
GRAVIMÉTRICA
PRESIÓN MÁXIMA 800 t
3 GOLPES (2 AIREACIONES Y 1 GOLPE FINAL)
• LAEIS IV y VI:
–
–
–
–
AUTOMÁTICA
VOLUMÉTRICA
PRESIÓN MÁXIMA 1200 t
MÁX. 6 AIREACIONES Y 99 GOLPES FINALEs
PRENSAS
• LAEIS V:
–
–
–
–
AUTOMÁTICA
VOLUMÉTRICA
PRESIÓN MÁXIMA 2000 t
MÁX. 6 AIREACIONES Y 99 GOLPES FINALES
• ALUMINOSO:
– PRESIONES (700-900 t)
– 1 AIREACIÓN+1 GOLPE FINAL
– 2 AIREACIONES+ 1 GOLPE FINAL
• BÁSICO:
– MAGNESIA CARBONO
» RESINA
» BREA
PRENSAS
•LAEIS V:
– BÁSICO
• MAGNESIA-CARBONO
– RESINA
1800-2000 t
Ciclo prensado típico:
3 AIREACIONES + TIRAR EL MOLDE +
+ 4 GOLPES FINALES
– BREA
1800 t
Ciclo prensado típico:
AIREACIÓN + AIREACIÓN + 1FINAL + TIRAR EL MOLDE +
+ 2 GOLPES FINALES
• AREA MONTAJE MOLDES SEGÚN LOS DISTINTOS FORMATOS
PRENSA LAEIS V
MOLDE
SECADO
El secado tiene por objeto eliminar el agua libre, no combinada, contenida
en la pasta cruda e incorporada durante la preparación de las materias
primas.
DEBE DE HACERSE DE TAL MODO QUE NO SE PRODUZCAN
AGRIETAMIENTOS
La necesidad e importancia de esta operación, previa a la cocción, está
en consonancia con el porcentaje de humedad de la pasta. Es por tanto
particularmente relevante en las masas plásticas de arcilla y, por el
contrario, es innecesaria para las masas prensadas en seco o
aglomeradas químicamente.
EL SECADO DEBE REALIZARSE CUIDADOSAMENTE Y REQUIERE,
EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO DEL LADRILLO Y DE LA
CONSISTENCIA DE LA MASA UTILIZADA, UNA DURACIÓN QUE
PUEDE OSCILAR ENTRE UN DÍA Y VARIAS SEMANAS
SECADO
SECADO
El agua libre de la pasta puede diferenciarse, en
AGUA DE PORO y AGUA INTERGRANULAR.
La primera rellena los espacios huecos entre las partículas del agregado,
sin contribuir al volumen total aparente de la masa. La segunda recubre
las partículas granulométricas base, y añade su volumen al total
La eliminación por secado del agua intergranular afecta pues al volumen
de la pieza verde, en tanto mayor cuantía cuanto más próxima sea la
humedad inicial al punto de saturación. Este fenómeno explica la
contracción de las pastas húmedas o verdes, en particular de las
arcillosas, durante la operación de secado y la nula contracción de las
pastas secas.
SECADO
EL MECANISMO DE SECADO ES CONSECUENCIA DE LA FORMA DE
PRESENTACIÓN DEL AGUA EN LA PASTA: (AGUA INTERGRANULAR Y
AGUA DE PORO), HECHO QUE GOBIERNA SU EXTRACCIÓN Y QUE PERMITE
DISTINGUIR DOS SUBETAPAS DE SECADO. EN TANTO EXISTA AGUA
INTERGRANULAR, ES DECIR, ENTRE EL PUNTO DE SATURACIÓN Y EL PUNTO
CRÍTICO DE HUMEDAD, EL AGUA SUPERFICIAL DE LA PIEZA ESTARÁ EN
COMUNICACIÓN CON EL AGUA INTERNA.
POR DEBAJO DEL PUNTO CRÍTICO NO OCURRE ASÍ Y LA HUMEDAD INTERNA
ESTARÁ DESCONECTADA DE LA SUPERFICIE.
Curva de
velocidad intrínseca
de secado y la
contracción del
materia
AL COMIENZO DEL SECADO LA PELÍCULA DE AGUA INTERGRANULAR VA
PROGRESIVAMENTE ADELGAZÁNDOSE Y LA CONTRACCIÓN DE LA PASTA
ES HOMOGÉNEA. LA PÉRDIDA DE HUMEDAD ES UNIFORME EN TODA LA
MASA Y LA VELOCIDAD DE SECADO PUEDE SER ELEVADA.
LAS PIEZAS TIENEN UNA VELOCIDAD LÍMITE DE SECADO, LA QUE SI SE
SOBREPASA, PRODUCE ROTURAS.
EN ESTA ZONA EL PELIGRO DE ROTURAS ES MÁXIMO YA QUE EN ELLA
TIENE LUGAR LA CONTRACCIÓN DE LA PIEZA Y SON LAS DIFERENCIAS DE
CONTRACCIÓN LAS QUE DAN LUGAR A TENSIONES Y ROTURAS EN EL
MATERIAL SECO. .
LA VELOCIDAD A LA QUE
REALMENTE SE PRODUCE EL
SECADO VIENE DETERMINADA POR
LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE
LA MÁXIMA VELOCIDAD DE SECADO,
SE DEBERÁ DETERMINAR
EXPERIMENTALMENTE, EN FUNCIÓN
DE LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE
Y DE SU VELOCIDAD SOBRE LAS
PIEZAS.
AL ALCANZARSE EL PUNTO CRÍTICO, EL TRANSPORTE DEL AGUA HACIA LA
SUPERFICIE SE HACE MÁS DIFÍCIL, YA QUE OPERA POR CAPILARIDAD O POR
DIFUSIÓN GASEOSA, Y POR TANTO, LA VELOCIDAD INTRÍNSECA DE SECADO
ES MÁS LENTA.
AL NO PRODUCIRSE CONTRACCIONES EN LA PIEZA, SE PUEDEN FORZAR LAS
CONDICIONES DE SECADO ELEVANDO LA TEMPERATURA Y REDUCIENDO LA
HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE.
EN ESTA ZONA EL AGENTE
PRINCIPAL DEL SECADO ES EL
EFECTO DE LA TEMPERATURA,
DEJANDO DE SER LA
VELOCIDAD DEL AIRE EL
FACTOR PRINCIPAL EN LA
VELOCIDAD DE SECADO. NO
OBSTANTE, PARA LOGRAR UNA
BUENA TRANSFERENCIA
TÉRMICA UNIFORME, SIGUE
SIENDO FACTOR IMPORTANTE
LA VELOCIDAD DEL AIRE.
SECADO
• Se puede hacer en:
– Secaderos
•
•
•
•
•
Eliminar humedad (tensiones)
Aprovechan aire caliente horno túnel
Material en jaulas
18 cámaras independientes, 70-80ºC
4 de ellas con calentador gas
– Secadero del horno
•
•
•
•
•
Eliminar humedad (tensiones)
Material en vagonetas
Mecheros de gas, 110ºC
Humedad a la salida 0 . 2 - 0 . 3 %
Avance vagonetas 50-60 minutos
– Hornos eléctricos
• Programable según curva de calidad
TEMPERIZADO
• Temperizado
• Para productos aglomerados con Brea
• 320ºC, 10 vagonetas (jaulas) a 110 minutos de
avance
• Ocasionalmente secado- pero Tª es demasiado alta
• Impregnación
• Algunas veces se impregnan con alquitrán las piezas
para tapar poros
COCCIÓN
LA COCCIÓN ES SIN DUDA LA ETAPA MÁS DELICADA DEL PROCESO DE
FABRICACIÓN YA QUE CONDICIONA LAS PROPIEDADES MÁS
IMPORTANTES Y ESPECÍFICAS DEL PRODUCTO FINAL. LOS PARÁMETROS
BÁSICOS DE LA COCCIÓN SON LA TEMPERATURA, EL TIEMPO DE
TRATAMIENTO Y LA VELOCIDAD DE CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO
LA TEMPERATURA DE COCCIÓN DEBE SER COMO MÍNIMO IGUAL A LA DE
UTILIZACIÓN DEL MATERIAL, YA QUE DE NO SER ASÍ CIERTOS
FENÓMENOS QUE SE OPERAN DURANTE SU TRASCURSO TENDRÁN
LUGAR EN EL HORNO DE FORMA INCONTROLADA E INDESEADA.
TAL ES EL CASO, FUNDAMENTALMENTE, DE LA VARIACIÓN PERMANENTE
DE DIMENSIONES DE LA PIEZA.
LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO debe ser en principio la que permita el
comportamiento físico-químico del material ya que interesa retener las fases
de alta temperatura en estado metaestable. En el caso de especies fácilmente
reversibles y que presentan una variación relativamente importante de
densidad, el enfriamiento debe ser controlado cuidadosamente para evitar la
rotura o desconchado de la pieza en la proximidad de los puntos de
transformación.
COCCIÓN
COCCIÓN
• HORNO TÚNEL
– ZONA DE CALENTAMIENTO
• 26-28 VAGONETAS
– ZONA DE COCCIÓN (MÁX. TEMPERATURA)
• 10 VAGONETAS
– ZONA DE ENFRIAMIENTO
• RESTO HASTA 85
• CONTROL:
– PIRÓMETROS - TEMPERATURA
– VAGONETAS NUMERADAS
– EMPUJADOR - ATRANQUES
COCCIÓN
• PROCESO
–
–
–
–
–
SENTIDO AVANCE - CONTRARIO AL TIRO
AVANCE 50-60 minutos
FORMA VAGONETA
ENCAÑE
TEMPERATURA DE COCCIÓN
• ALUMINOSOS:
– BAUXITA (1250-1300ºC)
– CHAMOTA (1400ºC)
– ANDALUCITA (1500ºC)
– MULLITA (1600ºC)
– ALÚMINA PURA (1650ºC)
• BÁSICOS:
– MAGNESIA CON Fe (1550-1600ºC)
– MAGNESIA DE AGUA DE MAR (1650-1750ºC)
– MAGNESIA CON CROMO (1400ºC)
COCCIÓN
• PROCESO
– ENLACE QUÍMICO
– ENLACE CERÁMICO
– SINTERIZACIÓN
SECCIONES DE UN HORNO TÚNEL
A.- ZONA DE PRECALENTAMIENTO B:- ZONA DE COCCIÓN C.- ZONA DE ENFRIAMIENTO
1.- Anclaje del horno, 2.- Conducto de aire para los quemadores,
3.- Bóveda del horno, 4.- Junta de laberinto, 5.- Canal de arena, 6.- Vía del horno
7.- Canal de visita, 8.- Quemadores, 9.- Vagoneta del horno,
10.- Recuperador cerámico, 11.- Recuperador metálico
LABERINTO DE
LA VAGONETA
CANAL DE ARENA
ANCLAJE DEL HORNO
ENCAÑE
SECADERO
LADRILLOS DENTRO DEL HORNO
ZONA DE QUEMADORES
LADRILLOS COCIDOS